高压开关设备设计原理及问题分析

96 电气开关(2014) 文章编号：1004289X(2014)06009603 高压开关设备设计原理及问题分析 黄万军，王树军，李鸿鹏 (辽宁朝阳当凯电力开关有限公司，辽宁 朝阳 122000) 摘要：简要阐述金属铠装抽出式开关设备的结构及设计原理，并对其常见故障进行分析处理。 关键词：开关设备；原理；故障分析处理 中图分类号：献标识码：B I o22000，he of l 引言 随着国家经济的快速发展，工业用电和居民用电 量的快速增长，10备由于供电安全可靠，操作简单、检修方便等优点得 到广泛应用。尽管金属铠装抽出式开关设备具备诸多 优点，但要不断提高供电系统的安全性和可靠性，仍需 运维人员掌握其工作原理和基本结构，定期检测、维 护，才能根据出现问题分析出原因并找到解决方案。 本文就金属铠装抽出式开关设备在结构和工作原理进 行阐述，对常见问题进行分析并提出处理方案。 2金属铠装抽出式开关设备结构和工作原理 阐述 金属铠装抽出式开关设备主要由可抽出式断路器 (见图1)、开关设备柜体(见图2)和二次保护三大部 分组成。 可抽出式断路器由移动底盘车、弹簧操作机构、真 空灭弧室、动触臂及动触头组成。底盘车作为可抽出 式断路器的推进机构，可实现断路器在试验和工作位 置之间的移动，轻便灵活；真空灭弧室和弹簧操作机构 为一体式、纵向磁场触头结构，灭弧系统为杯状磁场触 头结构，动静触头采用梅花式结构。真空断路器具有 “防跳”功能，在一次合闸指令下只合闸一次，机械寿 命大于20000次，使用寿命长，同时具有互换性，减少 检修时间，有效地保证了供电的连续性。 1底盘车；2弹簧操作机构窒；3真空灭弧室；4勘触臂；5动触头 图1 开关设备柜体采用进口敷铝锌板，表面采用预处 理工艺，其板材的下料、冲孔、折弯全部使用数控设备 加工而成；开关设备柜体为组装式结构，具有良好的密 封性，防护等级为关设备柜体中额电流值和 结构相同元件为标准件，具有互换性。 开关设备柜体分仪表室、断路器室、母线室和电缆 室四室。其中仪表室分内外两层门，门上安装保护装 置等二次设备，内、外门的开启便于二次设备接线和检 修维护；开关设备的断路器室为中置式结构，内装抽出 电气开关(2014) 97 击 _ 。 o 臣 。 仓 o I。 。 1仪表室；2活门组机构；3断路室；4电缆室；5接地刀联锁机构；6母线室 图2 式断路器；母线室内安装母排类导电体；电缆室内安装 电流互感器、接地开关、避雷器、连接负荷侧的电缆等 电气设备，各室之间导电体通过绝缘件固定支撑、绝缘 隔离，实现各室相互独立，有各自的泄压通道，保证设 备故障时产生的压力排出时不伤害现场的操作人员， 同时避免发生故障时殃及其它，将故障损失降到最小。 保护部分的核心是微机保护装置，装置集成保护、 控制、测量、监视、通讯功能于一体，带遥测、遥控、遥 信、遥调功能。其通过接人的电流互感器，电压互感器 等测量元件的信号对回路的状态进行监视，控制以及 保护。根据整定值进行过流、速断、差动、定时限等动 作，实现对变压器、电机和线路等电气设备的保护，控 制断路器迅速切除故障的电气设备，控制故障影响范围。 为满足电力行业的“五防”要求，开关设备柜体、 断路器本体以及开关柜和断路器之间进行了相应的 “五防”设计：(1)断路器分合闸回路中串接电气五防 锁，只有插入与之对应的钥匙时，断路器才能进行分、 合闸操作，即实现“五防”中的防止误分、误合断路器； (2)断路器在合闸状态，其本体摇进摇出机构被锁定， 断路器不能在工作和试验位置之间移动，即实现“五 防”中的防止带负荷分、合隔离开关或隔离插头；(3) 开关设备内的接地开关和断路器之间机械联锁，断路 器在工作位置接地开关不能合闸，实现“五防”中的防 止带电合接地刀(或挂接地线)；(4)接地开关在合位， 断路器和轨道之间机械联锁，保证断路器不能从试验 位置进入工作位置，实现“五防”中的防止带接地线合 闸；(5)接地开关和开关设备柜体前后下门之间机械 联锁，保证在带电状态下，接地刀闸在分闸分位，前后 下门不能打开，反之当前后下门打开时，接地刀不能由 合闸位置转为分闸位置，实现“五防”中的防止误人带 电间隔。 3 金属铠装抽出式开关设备常见故障的分析 和处理：列表分析 (1)断路器不能合闸 98 电气开关(2014) 1 因机械故障，电磁线圈带电时间长烧坏 2 分闸后辅助开关没有联动转至分闸位置，可能是机械连接卡涩或松脱 3 辅助开关在合闸后没有联动转至合闸位置，可能是机械连接受阻或松脱 4 分闸回路，辅助开关点6364不能可靠转换 5 合闸回路，辅助开关点4不能可靠转换 6 电磁线圈匝间或层间短路 检查机械部分、查找卡涩原因 调整或紧固辅助开关机械连接 调整或紧固辅助开关机械连接 调整辅助开关转动角度，保证可靠转换 调整辅助开关转动角度，保证可靠转换 检查电磁线圈阻值 (4)断路器主回路电阻超标：标准50 Q (630A)、45 Q(1250A) 表4 序号 故障原因及分析 处理方法 备注 (5)断路器不能摇进或拉出 表5 序号 故障原因及分析 处理方法 备注 1 断路器在合闸位置 2接地开关在合闸位置 3挑帘门与弯板配合不当 4 梅花触头与静触头不匹配 5底盘车锁板没打开 底盘车接地连锁板变形没有 n 复位 使断路器分闸 打开接地开关 调整到合适位置 断路器或静触头的选择、安 装错误 检查底盘车 修复连锁板要灵活自如 (6)断路器储能后自动合闸 电气开关(2014) 表6 序号 故障原因及分析 处理方法 备注 储能合闸掣子与滚子支撑角 度不合适 闭锁电磁铁与合闸轴的顶杆 。干涉使轴不能复位 合闸回路串人其它信号使电 气回路误动作 4滚子损坏 5储能弹簧掣子损坏 调整偏心小轴改变掣子角度 调整到合适位置 检查控制回路 更换滚子 更换掣子 1 储能后微动开关没切换 2微动开关接点粘连 3 离合器上的棘爪卡滞不能复位 调整微动开关位置 修复或更换微动开关 检查离合器 电机问题 3电机极性接反 4控制回路断线 5机械传动损坏 检测并更换整流桥 检查碳刷是否正常，修复或更换碳 刷。否则更换储能电机 检测并调整正确接线 检查储能回路接点，接头 检查修复损坏部件 6 开断过大电流使得开距变大 2 随着开断次数的增多触头磨损 使得开距变大 3更换新灭弧室 4传动件损坏 按技术要求调整好 按技术要求调整好 更换后按技术要求调整好 更换损坏零部件 5 测试方法错误 按正确方法测试 1 开断过大电流使得接触行程变小按技术要求调整好 2 葶开断次数的增多使接触行程按技术要求调整好 变小 。 。 。 3 更换新灭弧室 更换后按技术要求调整好 4传动件损坏 更换损坏零部件 5测试方法不正确 萎信号采集点并可 综上所述，为了保证变电站内开关设备的正常稳 定运行，运维人员不但要掌握开关设备的结构，熟悉设 备常见问题及处理方法，而且要对开关设备要进行定 期维护，当开关设备出现故障时解决方案胸有成竹，问 题及时发现、及时解决，防患于未然，把故障影响降到 最低，从而提高供电系统的安全性和可靠性。 参考文献 1006 335s 21 9高压开关设备通用技术条件s 收稿日期：20131023 (上接第95页) 电缆线和架空线要按不同的整定值整定，所以应防止 发生误整定行为，避免接地变的保护发生越级跳闸。 5 结论 本文通过对10分析，且对两种非直接接地方式发生单相接地故障 时，其电压、电流的变化进行理论分析，从而选择针对 不同接地方式的保护方法。每一种接地方式各有优缺 点，针对不同情况的系统，应该综合考虑电网的结构组 成、继电保护配置情况、系统过电压与绝缘的相互配 合、人身设备安全与供电可靠性等重要因素，选择适合 自己系统的接线方式。 参考文献 1 贺家李，宋从矩电力系统继电保护原理M北京：中国电力出 版社，2001 2 李林，冯勇中性点采用两种接地方式的配电网单相接地故障的 比较J高压电器，2008，44(3)：239241 3 申双葵小电流接地系统单相接地故障选线的研究D西南交 通大学，2009 4 范迎青，高文逸6lO 护J电力自动化设备，2000，20(1)：1215 5戴光武，都洪基小电流接地系统单相接